對三聯(lián)苯晶體生長的數(shù)值模擬與實驗研究.pdf

1、有機閃爍體包括對三聯(lián)苯等被廣泛應(yīng)用于伽馬射線的探測，近年來摻并五苯的對三聯(lián)苯被用作固態(tài)微波激射器的增益介質(zhì)，具有很好的應(yīng)用前景。對三聯(lián)苯等有機晶體材料大多采用垂直布里奇曼下降法生長。本論文利用Ansys Fluent軟件，采用有限體積方法分析了生長爐參數(shù)、安瓿瓶形狀設(shè)計對晶體生長的影響。并依據(jù)計算結(jié)果，生長了對三聯(lián)苯晶體和摻雜并五苯的對三聯(lián)苯晶體，分析研究了晶體的結(jié)構(gòu)和物理性能。
　　在對三聯(lián)苯晶體的生長過程中，熔體內(nèi)流動單元結(jié)構(gòu)

2、由雙對流胞轉(zhuǎn)變?yōu)閱螌α靼殡S著固液界面從凹向熔體轉(zhuǎn)化為凸向熔體，熔體的對流主要由徑向溫差驅(qū)動。隨著生長爐內(nèi)徑的增大，熔體內(nèi)的對流強度減弱，固液界面曲率減小。保持界面位置不變的前提下，溫度梯度區(qū)溫度梯度的增大，提高了熔體的過熱溫度，增加了界面附近的軸向溫度梯度，導(dǎo)致界面的曲率逐漸減小。保證過熱溫度不超過10K，溫度梯度為5K/cm~7K/cm之間是較為合適的生長對三聯(lián)苯晶體的條件。
　　雙層安瓿瓶的設(shè)計引入了一層保溫層，降低了徑向

3、熱交換能力，增加了溫場和流場的穩(wěn)定性。錐角的設(shè)計使安瓿瓶底部的軸向溫度梯度增大，錐角越小，固液界面與安瓿瓶壁接觸產(chǎn)生晶核的幾率減小，越容易在結(jié)晶初期獲得良好晶體。在轉(zhuǎn)肩階段，當(dāng)半錐角減小為30°時，固液界面轉(zhuǎn)變?yōu)橥剐危欣诰w的穩(wěn)定生長。
　　采用垂直布里奇曼下降法獲得了高質(zhì)量、透明的對三聯(lián)苯晶體和摻雜并五苯的對三聯(lián)苯晶體。對三聯(lián)苯晶體屬于空間群為P21/a的單斜晶系，其(201)面的衍射峰強度最高，熒光光譜沒有雜質(zhì)峰出現(xiàn)表明晶